微波技术实验指导书
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微波技术实验指导书微波技术实验指导书实验一微波测量系统的了解与使用实验性质:验证性实验级别:选做开课单位:信息与通信工程学院学时:2学时一、实验目的:1.了解微波测量线系统的组成,认识各种微波器件。
2.学会测量设备的使用。
二、实验器材:1.3厘米固态信号源2.隔离器3.可变衰减器4.测量线5.选频放大器6.各种微波器件三、实验内容:1.了解微波测试系统2. 学习使用测量线四、基本原理:图1.1 微波测试系统组成1.信号源信号源是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备,微波信号源是对各种相应测量设备或其它电子设备提供微波信号。
常用微波信号源可分为:简易信号发生器、功率信号发生器、标准信号发生器和扫频信号发生器。
本实验采用DH1121A型3cm固态信号源。
2.选频放大器当信号源加有1000Hz左右的方波调幅时,用得最多的检波放大指示方案是“选频放大器”法。
它是将检波输出的方波经选频放大器选出1000Hz基波进行高倍数放大,然后再整为直流,用直流电表指示。
它具有极高的灵敏度和极低的噪声电平。
表头一般具有等刻度及分贝刻度。
要求有良好的接地和屏蔽。
选频放大器也叫测量放大器。
3.测量线3厘米波导测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。
开槽波导中的场由不调谐探头取样,探头的移动靠滑架上的传动装置,探头的输出送到显示装置,就可以显示沿波导轴线的电磁场的变化信息。
4.可变衰减器为了固定传输系统内传输功率的功率电平,传输系统内必须接入衰减器,对微波产生一定的衰减,衰减量固定不变的称为固定衰减器,可在一定范围内调节的称为可变衰减器。
衰减器有吸收衰减器、截止衰减器和极化衰减器三种型式。
实验中采用的吸收式衰减器,是利用置入其中的吸收片所引起的通过波的损耗而得到衰减的。
一般可调吸收式衰减器的衰减量可在0到30-50分贝之间连续调节,其相应的衰减量可在调节机构的度盘上读出(直读式),或者从所附的校正曲线上查得。
五、实验步骤:1.了解微波测试系统1.1观看如图装置的的微波测试系统。
微波技术实验指导书(1)

(2)测量同轴可变衰减器的插入损耗 a)按图 3所示连接好 。
输出
输入 A
输入 B
10dB衰减器
待测器件
10dB衰减器
图 3待测器件连接框图
b)在主菜单上按“ ”键光标移到《测: A、B》下, 按[→]或[←]键 使 A为《插损》, B下为空白 。
将测量线终端分别换接匹配负载(行波状态)和开口波导(行驻波 状态), 同样用上述方法进行测量 。
测量传输线终端为开口波导时的 和 值, 用式(2)计算驻波比 。
5. 实验报告
根据实验数据, 画出传输线在三种工作状态时的电场幅度分布曲线 。 根据测量的 和 值计算开口波导的驻波比 。 由测试数据求得矩形波导的波导波长, 并与理论计算结果比较 。
不会对人体造成任何伤害 。但是, 在实验期间, 请注意以下事项: a.不要用眼睛往任何连接其他设备的开路传输线里面看; b.不要把身体的任何部位放在传输线的开口端; c.在拆/装微波元器件时, 请关掉微波信号源 。
在实验中一般为小信号检波, 可以取 n=2, 即平方律检波, 则上式
(1)可表示为
(2) 式中 和 分别为波腹点和波节点的检波电流值 。
4.实验步骤 实验所用原理框图如图 3所示 。
信号源
选频放大器
同轴-波导 隔离器 波长计 变换
衰减器
波导测量线
图 3实验框图
待测负载
首先将测量线终端接短路负载,这时在传输线上形成全驻波,然后将 探针移到测量线左端的一个波节点, 记下探针位置 D(mm)和检波 电流 I( )值, 以后每向右移动探针 2mm, 记录一个 D和 I值, 直到测出两个完整的驻波 。
微波实验指导(终)

实验一 系统设备简介、频率测量一、 实验目的:1通过实验使得学生熟悉、了解实验所用设备及附件的性能、用途等。
2 掌握用频率计测量频率的方法。
二、 实验所用设备及方框图(设备详细介绍见附录2)本实验所用设备及附件为YM1123信号发生器;YM3892选频放大器;波导/同轴转换器;PX16频率计;晶体检波器,其连接方框图如下:图 1三、频率测量的实验步骤:1按方框图连接好实验系统。
2 检查实验系统准确无误后,打开选频放大器,将增益开关置于40~60分贝档。
3 打开信号发生器,圆盘刻度置于100档,重复频率量程置于100处,设备右上角←、→置于档,这时即有了输出,输出功率的大小用衰减旋纽调节。
4 观察选频放大器,若指示太小,调节晶体检波器和选频放大器增益调节,原则上使选频放大器指针指示在满刻度的4/5上,调节频率计,找到频率计的吸收峰值,观察这时频率计的刻度值,此值即为所测的频率值。
5 关闭设备,整理好附件。
6 数据整理,写出实验报告。
实验二 波导波长的测量一、 实验目的1 掌握使用“中值法”测量最小值的方法。
2 掌握波导波长的测量方法。
3 熟练掌握微波成套设备的使用。
二、 实验原理波导波长是用驻波测量线进行测量的,驻波测量线可测出波导中心电场纵轴的分布情况,在矩形波导中:g λ=(1)其中c λ为截止波长,0λ为自由空间波长。
'''2222(()/2g D D D λ==+cλ=对截止波长:m=1,n=0; 2c a λ=我们知道相邻两个电场的最小点(或最大点)间的距离为半个波长。
如图所示:EE 121221E图 2测量波导波长时,利用测量线决定相邻两个电场的最小点(或最大点),就可以计算出波导波长g λ。
测量波导波长时,由于电场的最小值的变化比最大值尖锐,因此往往采用测量两个电场最小值的位置来计算,即:212()g D D λ=- (2)为了测量电场最小值的位置,常常采用中值读数法,具体方法为在最小值附近找出极小值,例如找到'1D 和''1D 来确定1D 的位置,找到''2D 和'2D 来确定2D 的位置,公式为 '''111()/2D D D =+ (3)'''222()/2D D D =+ (4) 三、 实验原理框图图 3四、 实验步骤:1 按方框图连接设备极其附件。
微波的技术实验指导书(二)

实验一三厘米波导测量系统一、系统结构框图图1-1 三厘米波导测量系统备注:三厘米隔离器用在精密测量中,而在一般测量中可以不加,因为在YM1123中有一个隔离器。
本章后续的六个实验均是基于该结构展开的,下面将对结构中的仪器进行一一介绍。
二、仪器、器件介绍本套系统主要用于测量微波在波导中传输时的一些基本参数,如波导波长、反射系数、阻抗及功率等。
主要用到的仪器为:YM1123微波信号发生器、波导测量线、小功率计、频率计、选频放大器、波导功率探头以及各种波导元件。
下面分别进行介绍:(一)YM1123微波信号发生器YM1123微波信号发生器是一款固态信号源,主要基于某些半导体材料(如砷化镓)的体效应来实现振荡的,具有功率大、稳定可靠等特性。
整体结构由高频部分、调制器部分、功率显示部分(对100uW的功率作相对指示)、频率显示部分及衰减显示部分、工作状态控制部分、电源部分六大件组成,其中高频部分负责产生7.5GH z~12.4GHz的微波信号,调制部分负责产生一系列脉冲信号,采用PIN调制器来实现微波信号的脉冲幅度调制。
其面板调节控制机构如下所示:1. 面板调节控制机构(1)电源开关位置。
(2)工作状态开关:按移动键可改变工作状态,指示灯也相应改变。
工作状态有:等幅(=,用于测量校准衰减器在100uW时0dB定标)、内调制(分方波和脉冲两种)、外调制(外输入脉冲信号,具有极性变换功能)及外整步。
(3)“调谐”旋钮调节可改变输出频率。
(4)“调零”旋钮调节可改变电表电气调零。
(5)“衰减调节”旋钮可控制输出功率大小。
反时针调节,信号输出增大,衰减显示减小;顺时针调节,信号输出减小,衰减显示增大。
(6)“衰减调零”为100uW基准0dB校准。
(7)“×1、×10”开关:调制信号重复频率开关。
(8)“重复频率”旋钮调节可改变调制信号重复频率。
(9)“脉宽”旋钮调节可改变调制信号脉冲宽度。
(10)“延迟”旋钮调节可改变调制信号脉冲延迟时间。
微波技术实验指导书

微波技术试验报告姓名:学号:指导教师:秦月梅时间:实验一 短路线、开路线、匹配负载S 参量的测量一、实验目的1、通过对短路线、开路线的S 参量S 11的测量,了解传输线开路、短路的特性。
2、通过对匹配负载的S 参量S 11及S 21的测量,了解微带线的特性。
二、实验原理S 参量网络参量有多种,如阻抗参量[Z],导纳参量[Y],散射参量[S]等。
微波频段通常采用[S]参量,因为它不仅容易测量,而且通过计算可以转换成其他参量,例如[Y]、[Z],电压驻波比及反射损耗等。
一个二端口微波元件用二端口网络来表示,如图1-1所示。
图中,a 1,a 2分别为网络端口“1”和端口“2”的向内的入射波;b1,b2分别为端口“1”和端口“2”向外的反射波。
对于线性网络,可用线性代数方程表示。
b 1=S 11a 1+S 12a 2 (1-1) b 2=S 21a 1+S 22a 2 写成矩阵形式:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡a a S S S S b b 212212211121 (1-2)式中S 11,S 12,S 21,S 22组成[S]参量,它们的物理意义分别为 S 11=11a b 02=a “2”端口外接匹配负载时,“1”端口的反射系数 S 21=12a b 02=a “2”端口外接匹配负载时,“1”端口至“2”端口的传输系数 S 12=21a b 01=a “1”端口外接匹配负载时,“2”端口至“1”端口的传输系数 S 22=22a b 01=a “2”端口外接匹配负载时,“1”端口的反射系数对于多端口网络,[S]参量可按上述方法同样定义,对于互易二端口网络,S12=S21,则仅有三个独立参量。
三、实验仪器及装置图1模组编号:RF2KM1-1A (OPTN/SHORT/THRU CAL KIT) 2模组内容:3 RF2000测量主机:一台4 PC机一台,BNC连接线若干四、实验内容及步骤(一)开路线(MOD-1A)的S11测量(1)将RF2000与PC机通过RS232连接,接好RF2000电源,开机。
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微波技术实验指导书内蒙古工业大学信息工程学院电子系2009年8月目录实验一、微波传输线频率和波长的测量................................... - 2 - 实验二、微波传输线驻波比的测量 .......................................... - 8 -实验三、衰减的测量............................................................... - 16 -实验要求一、预习要求:实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。
1.认真阅读实验指导书,分析、掌握实验电路的工作原理,并进行必要的计算。
2.复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。
3.熟悉实验任务,完成各实验“预习要求”中指定的内容,写好预习报告。
二、实验要求:1.使用仪器前必须了解其性能、操作方法及注意事项,在使用时应严格遵守。
2.实验时应注意观察,若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源,保持现场,报告指导教师。
找出原因、排除故障后,经指导教师同意再继续实验。
3.在进行微波测试时,终端尽量不要开口,以防止微波能量泄露。
4.实验过程中应仔细观察实验现象,认真纪录实验结果(数据、波形、现象)。
所纪录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。
5.实验结束后,必须关断电源,并将仪器、设备、工具等按规定整理。
6.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告并按时上交。
实验一、微波传输线频率和波长的测量一、实验目的1.学会使用基本微波器件。
2.了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传输特性。
3.学习利用吸收式测量频率和波长的方法;4.掌握用测量线来测量波长和频率的方法。
二、实验原理1.微波的传输特性为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响,采用标准矩形波导管为微波传输线,并用TE10波型。
波导管具有三种工作状态:①当终端接“匹配负载”时,反射波不存在,波导中呈行波状态;②当终端接“短路片”、开路或接纯电抗性负载时,终端全反射,波导中呈纯驻波状态;③一般情况下,终端是部分反射,波导中传输的既不是行波,也不是纯驻波,而是呈行驻波状态。
微波技术基础实验指导书

微波技术基础实验指导书电子信息工程学院微波技术基础实验课程组编2013.02实验一 微波测量系统的认识与调试一、实验目的与要求应用所学微波技术的有关理论知识,理解微波测量系统的工作原理,掌握调整和使用微波信号源的方法,学会使用微波测量系统测量微波信号电场的振幅。
了解有关微波仪器仪表,微波元器件的结构、原理和使用方法。
二、实验内容1.掌握下列仪器仪表的工作原理和使用方法三厘米标准信号发生器(YM1123)、三厘米波导测量线(TC26)、选频放大器(YM3892)。
2.了解下列微波元器件的原理、结构和使用方法波导同轴转换器(BD20-9)、E-H 面阻抗双路调配器(BD20-8)、测量线(TC26)和可变短路器(BD20-6)等。
三、实验原理本实验的微波测试系统的组成框图如图一所示图 1它主要由微波信号源、波导同轴转换器、E-H 面阻抗双路调配器、测量线和选频放大器主要部分组成。
下面分别叙述各部分的功能和工作原理,其它一些微波元器件我们将在以后的实验中一一介绍。
1.微波信号源(YM1123)1.1基本功能1.1.1提供频率在7.5~12.5GHz 范围连续可调的微波信号。
1.1.2该信号源可提供“等幅”的微波信号,也可工作在“脉冲”调制状态。
本系统实验中指示器为选频放大器时,信号源工作在1KHz “”方波调制输出方式。
信号源波导同轴转换器 单螺钉调配器 功率探头数字功率计 微波频率计 E-H 面调配器魔T定向耦合器 H 面弯波导 晶体检波器 测量线 选频放大器 可变衰减器1.2工作原理1.2.1本信号源采用体效应振荡器作为微波振荡源。
体效应振荡器采用砷化镓体效应二极管作为微波振荡管。
振荡系统是一个同轴型的单回路谐振腔。
微波振荡频率的范围变化是通过调谐S型非接触抗流式活塞的位置来实现的,是由电容耦合引出的功率输出。
1.2.2本信号源采用截止式衰减器调节信号源输出功率的强弱。
截止式衰减器用截止波导组成,其电场源沿轴线方向的幅度是按指数规律衰减。
微波技术实验

实验一 短路线、开路线、匹配负载S 参量的测量一、实验目的1、通过对短路线、开路线的S 参量S 11的测量,了解传输线开路、短路的特性。
2、通过对匹配负载的S 参量S 11及S 21的测量,了解微带线的特性。
二、实验原理S 参量网络参量有多种,如阻抗参量[Z],导纳参量[Y],散射参量[S]等。
微波频段通常采用[S]参量,因为它不仅容易测量,而且通过计算可以转换成其他参量,例如[Y]、[Z],电压驻波比及反射损耗等。
一个二端口微波元件用二端口网络来表示,如图1-1所示。
图中,a 1,a 2分别为网络端口“1”和端口“2”的向内的入射波;b1,b2分别为端口“1”和端口“2”向外的反射波。
对于线性网络,可用线性代数方程表示。
b 1=S 11a 1+S 12a 2 (1-1)b 2=S 21a 1+S 22a 2写成矩阵形式:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡a a S S S S b b 212212211121 (1-2)式中S 11,S 12,S 21,S 22组成[S]参量,它们的物理意义分别为S 11=11a b 02=a “2”端口外接匹配负载时,“1”端口的反射系数S 21=12a b 02=a “2”端口外接匹配负载时,“1”端口至“2”端口的传输系数S 12=21a b 01=a “1”端口外接匹配负载时,“2”端口至“1”端口的传输系数S 22=22a b 01=a “2”端口外接匹配负载时,“1”端口的反射系数对于多端口网络,[S]参量可按上述方法同样定义,对于互易二端口网络,S12=S21,则仅有三个独立参量。
三、实验仪器及装置图1模组编号:RF2KM1-1A (OPTN/SHORT/THRU CAL KIT)2模组内容:代号名称说明适用频率范围主要特性MOD-1A OPEN 开路传输线50-500MHz Ruturn Loss≥-1db MOD-1B SHORT 短路传输线50-500MHz Ruturn Loss≥-1db MOD-1C THRU 50Ω微带线50-500MHz Ruturn Loss≥-15dbIntretion Loss≥-0.5db4 PC机一台,BNC连接线若干四、实验结果(一)开路线(MOD-1A)的S11测量(二)短路线(MOD-1B)的S11测量(三)匹配负载(MOD-1C)的S11及S22的测量注:在测试过程中,DOD-1A,MOD-1B 的S 11范围为0±5db ,MOD-1C 的S 11≤-8db ,S 21=0±2db实验二 定向耦合器特性的测量一、实验目的1、通过对MOD-5A :叉路型定向耦合器的方向性,隔离度的测量,了解叉路型定向耦合器的特性。
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实验一:频率和波长的测量
一. 实验目的:
1.了解测量线的调试及使用方法
2.比较在波导中波传输及氢气中传输的不同,深化微波特征
二.实验内容:
利用微波测量系统测量波导内部的波导波长
三.实验原理
当矩阵波导(单模传输TE10模)终端()矩阵时,将形成驻波状态(主反射状态)。
波导内部电场强度表达式为
在波导宽而中线方向开缝的剖面上,电场强度的幅度分布如图(不切割电流)
将探针有中缝捅入波导并延轴向移动,即可检测强度的幅度沿轴线方向与分布状态(如有波节点和波腹点的位置等)
将测量线终端短路后,波导内形成驻波状态.调探针位置旋钮到电压波节处,选频放大电压表表头指示为0,测得两个相邻的电压波节位置Dmin1,Dmin2,就可求得波导波长:
λ=2|Dmin1-Dmin2|
g
由于在电压波节附近,电场(极值附近二级检波后电波变化平缓)非节少,导致测量线探针移动“足够长”的距离,选频放大器表头指针都要“零处”“不动”(实际上是眼睛未察觉指针的微小移动或因指针因惰性未移动),因此难以找到一个准确|的波节位置,因此采用“平均法”,具体的方式是:
先将测量探针移至波节处,然后在靠近波节的两侧左移一个位置(如图)
E
d1 D1min d2 d3 D2min d4
此时信号经检波输出到选频放大器表头的指标为E0,再右移探针使放大器表头指示仍为E0,读出此时测量位置d2,则极值
D1min=(d1+d2)/2,D2min=(d3+d4)/2 四,测量方法
1. TC26上连接短路板,使处于全反射状态;(画连接图)
2. 找出第一个波节点“放大选择“60dbDmin ,再移动TC26探针座找出一个波节点Dmin2
3.
g λ=(Dmin2-Dmion1)*2
4. 以上步骤完成后,在重新测量Dmin1,Dmin2的值,一共做5次,
记录下五组数据后,最后填入表格中,并求出平均值
注意:
1)测出一个电压波节处位置后,将小探针向相邻波节处移动时,要随意加大选频放大器的变成量,以选频放大器电流表过载! 2)为检验测量值的准确性,可以应用理论公式进行验算
2
00
21⎪⎭
⎫
⎝⎛-=
a g λλλ
其中:f =9.37*10, a=22.86mm
波节处 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 Dmin1
Dmin2
g λ
平均值
思考题:
1.交叉读数法测量波导波长时,等指示值的大小选择对测量结果有
什么影响?
2.交叉读数法能减小哪些原因带来的误差?
实验二电压波比的测量(小驻波的测量)
一.实验目的:
1.了解系统在状态下,驻波比值测试(用测量线)
2.掌握等指示度法(交叉读数法)技巧
二.实验内容
采用直接法测量小驻波比
三.实验原理
直接法测量驻波比(适用于驻波比小于10的情况)
驻波比定义为电场最大值与最小值之比
即: S=Emax/Emin
当使用测量线内的检波品体为平方率时,可由选频放大器的读数(∂)直接计算
即
max s
min
∂
=
∂
由于选频放大器表头刻度内已有换算成驻波比值,所以,只要将波腹调节至满刻度(S=1)然后找出波节点,此时可直接读出驻波比量值(波节点对应的驻波刻度)
四.实验方法
1.驻波比测量方法开始前.调节信号源使之产生实际频率9.37Hzde
信号,将频率计刻度调节到9.37Hz,再调节信号源,若稍微调节频
率计,发现选频放大器指针,发现选频放大器指针有较明显的摆动,则信号源产生了实际频率为9.37Hz 的信号。
2.小驻波比测试
系统连接图如下:
(1)在TC26上连接匹配负载架上下分表附件,信号源频率调至9.37Hz
(2)找出波腹点,调节YS3892增益电位器使表头满刻度,即驻波为“1”时,移动探针座至波节处,即读数最小时,所有接在表头驻波比刻度中读出驻波比量值,若驻波节处指示读数超过“4”范围,可将“放大选择”增益增加10dbB ,可直接读S<10范围的量值。
(3)测量时因驻波波节不敏感,所以需要仔细认定波腹位置,然后正确读出波节处的驻波刻度。
(4)重复上述操作,并且记录下8组数据,从而求出驻波之比,利用平均值公式
1
(12....8)8S S S S =+++,实验结束后,关闭电源并收拾实验台
F=9.37GHz 次数
1
2 3 4 5 6 7 8 驻波比
max 1min min E E E β==
思考题:1.系统终端所接负载为匹配负载,为何所得的驻波不为1?
2.如果在匹配负载前分别加一个感性膜片和容性膜片,驻波比会如何变化?
实验三 衰减测量
一.实验目的
1.掌握平方率检波法测量衰减量
2.熟练应用调配技术,将检波的驻波比S 小于1.1 二.实验内容
在传输线的工作中,某一指定器件的介入损失也同样随着信号源和负载的阻抗而改变,又由于部件的衰减可规定为在两个方向都匹配的传输中的输入时的介质损失,通常称为插入损耗。
这样规定的衰减和渐入损失,包括被测器件中有耗材料吸收功率而引起的损失和在其两端失配而反射所引起的损耗,前者为损割衰减,后
者为反射衰减。
衰减的定义为
110log
2P A dB P
A------衰减或介入损耗(dB )
P1------在线路中未加入指定器件时负载索吸收的概率 P2------在信号源和负载之间加入指定器件时负载所吸收的功率 直接利用中的可变衰减器测得数据,即用调配好的(S<1.1)的晶体检波器配上选频放大器的dB 读数
<连接方式图> 3. 实验方法
(一)连接方式图如上:按试验要求接好装置,然后打开电源进行实验;
(二)实验内容
(1)用已经调配好(S<1.1)的波导检波器,接在TC26测量端,输出信号连接在YS3892上,并依次打开YS1123标准信号发生器和YS3892选频放大器开关;
(2)将波导可变衰减器刻度长于零径(逆时针方向退到“0”刻度),调节信号源使之指针频率为8.206GHz ,置YS1123为方波调制,将频率变量为f1=8.206GHz ;
(3)调节YS3892增益电位器使表头指针置于分贝刻度0dB处,“放大选择”置于30dB或40dB档,若信号偏小可调节YS1123功率输出,满足测试要求;
(4)根据波导可变衰减器的(衰减值刻度)对照曲线表所引刻度值分别旋至相应位置,可分别在YS3892选频放大器的dB值刻度线上读出相应的衰减量值,肉、uop达不到10dB刻度范围时,可将YS3892“放大选择”档增大10dB(此时表头指示dB值加上增加的dB值就是实际衰减值)依次类推可观察3dB---27dB全部量值:旋转可变衰减器的旋钮,顺时针旋转一周,则衰减器此时刻度为1.0mm,记下此时对应的衰减量,共测量5次;
(5)注:尽可能让检波器工作状态下处于平方率检波范围内(即YS3892选频放大器的“放大选择”档dB值在40--60dB范围内)
这样读数可保持较好线性,调节仪器使之产生坐标频率10.3GHz信号,测量衰减量,方法同步骤(4),共测量5次并读取数据,然后再调(4)中,共测量5次并记录数据,填入实验表格中;
(6)实验结束后,关闭电源,整理试验台。
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
8.2
10.3
12.4
思考:简述替代法测量衰减的原理。